標(biāo)題：城市軌道交通四軌供電方式的探討   紫竹[ 轉(zhuǎn)載 ]

發(fā)布時(shí)間：2010-9-20 14:06:47 閱讀次數(shù)：927

城市軌道交通四軌供電方式的探討

摘   要：分析了目前地鐵中采用走行軌作為回流網(wǎng)的供電方式，重點(diǎn)提出了目前雜散電流防護(hù)普遍存在的問(wèn)題，提出采用四軌供電方式是根本解決雜散電流防護(hù)存在問(wèn)題的手段，并能在現(xiàn)有技術(shù)條件下予以實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：地鐵；四軌供電；雜散電流防護(hù)

引言

      目前國(guó)內(nèi)各城市軌道交通供電系統(tǒng)的牽引網(wǎng)采用的是以接觸網(wǎng)為正極、鋼軌為負(fù)極的供電模式，其中接觸軌為第三軌供電方式。

      在以走行軌為回流網(wǎng)的供電方式下，牽引回流將通過(guò)鋼軌進(jìn)入道床形成雜散電流。雜散電流對(duì)鋼軌、整體道床結(jié)構(gòu)鋼筋、隧道結(jié)構(gòu)鋼筋、橋梁鋼筋以及地鐵沿線的金屬設(shè)備都將產(chǎn)生腐蝕，進(jìn)而影響地鐵各建筑結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備的使用壽命。

      為抑制雜散電流腐蝕的影響，傳統(tǒng)的處理方法通常采用堵、排、測(cè)3種主要手段。其中“堵”是要增加鋼軌對(duì)地絕緣，使鋼軌回流系統(tǒng)形成懸浮系統(tǒng)?！芭拧笔峭ㄟ^(guò)設(shè)置雜散電流收集網(wǎng)來(lái)減少雜散電流對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕，但不能從根本上解決雜散電流的腐蝕影響，隨著運(yùn)營(yíng)年代的增加，雜散電流將越來(lái)越大?！皽y(cè)”則是通過(guò)對(duì)收集網(wǎng)電流的測(cè)量來(lái)決定排流柜的投入。

1、傳統(tǒng)雜散電流防護(hù)存在的缺陷

      由于傳統(tǒng)的直流供電模式?jīng)Q定了雜散電流產(chǎn)生的必然性，雖然采取了各種措施，但隨著運(yùn)行年代的增加，各種絕緣材料的絕緣性能逐漸下降，鋼軌泄漏電阻越來(lái)越小，雜散電流會(huì)越來(lái)越大。通過(guò)對(duì)各城市地鐵運(yùn)營(yíng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前普遍存在以下幾方面問(wèn)題：

      （1）鋼軌電位高。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)運(yùn)行的地鐵均發(fā)現(xiàn)鋼軌的實(shí)際電位比設(shè)計(jì)值高很多，導(dǎo)致鋼軌電位限制裝置頻繁動(dòng)作。理論和實(shí)際相差較大，至今找不到原因。

      （2）排流柜增加了雜散電流總量。當(dāng)采用排流法時(shí)鋼軌系統(tǒng)稱之為接地系統(tǒng)，在有電流從鋼筋沿排流電纜（經(jīng)二極管）流至負(fù)母排時(shí)，原來(lái)負(fù)母排的負(fù)電位變?yōu)榻咏汶娢?，從而因鋼軌縱向電壓的鉗制作用使得2座牽引所間鋼軌的最高對(duì)地電位增加了一倍，2座牽引所間幾乎全部成為陽(yáng)極區(qū)，雜散電流總量增加了近4倍，造成除牽引所附近鋼筋腐蝕減少外，區(qū)間鋼筋的腐蝕量上升。

      （3）綜合管線絕緣安裝的工程難度。為避免雜散電流腐蝕，地鐵沿線各種類型的綜合管線宜盡量采用絕緣安裝，但絕緣安裝不但增加了工程投資，而且如電纜支架的接地扁鋼全線貫通，因功能上的需求，很難做到全部絕緣安裝，特別是這幾年地鐵工程的建設(shè)與城市建設(shè)的結(jié)合越來(lái)越緊密，有些車站的建筑需進(jìn)行綜合商業(yè)開(kāi)發(fā)，建筑體量很大，其中鋼筋密布，難以做到車站結(jié)構(gòu)鋼筋與其他結(jié)構(gòu)鋼筋絕緣，因此如今大型地鐵車站其結(jié)構(gòu)的雜散電流防護(hù)措施成為目前難以解決的問(wèn)題。

2、四軌系統(tǒng)的特點(diǎn)

      典型四軌系統(tǒng)是在三軌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，主要由牽引軌、回流軌、支持裝置、防護(hù)罩、膨脹接頭、端部彎頭、中心錨結(jié)和普通接頭等組成。牽引軌和回流軌采用相同類型的鋼鋁復(fù)合軌，牽引軌負(fù)責(zé)向機(jī)車不間斷地提供電能，回流軌與變電所負(fù)極柜相連，形成一個(gè)完整的向機(jī)車供電的回路。

      地鐵直流牽引四軌供電系統(tǒng)由于回流軌徹底與道床等其他設(shè)施絕緣，不存在雜散電流，也就不必考慮防雜散電流的措施和設(shè)施。

      與傳統(tǒng)直流供電模式相比，四軌供電方式具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

      （1）對(duì)軌道的縱向電阻、接頭焊接、鋼軌安裝不再有要求。

      （2）對(duì)道床結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)以及高架結(jié)構(gòu)不再有雜散電流防護(hù)要求，結(jié)構(gòu)施工變得更加容易。

      （3）取消了車站鋼軌電位限制裝置，雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，盾構(gòu)區(qū)間連接電纜，屏蔽門絕緣帶。

      （4）取消了排流柜，同時(shí)也減少了連接電纜和設(shè)備用房，取消了鋼軌絕緣結(jié)，消除了機(jī)車過(guò)絕緣結(jié)產(chǎn)生火花現(xiàn)象。

      （5）金屬結(jié)構(gòu)不會(huì)被腐蝕，避免了對(duì)走行鋼軌的焊接損傷。

3、采用四軌供電技術(shù)需考慮的問(wèn)題